(57)【要約】 【課題】  マスクにおける撓み発生を防止ないし抑制し、高精度な蒸着等のマスク成膜を容易に行うことができる成膜方法を提供する。【解決手段】  本発明の成膜方法は、マスク１を介して被成膜基板４に膜パターンを形成する成膜方法であって、成膜材料の供給源１２側から、前記マスク１と、前記被成膜基板４と、該被成膜基板４との接面が平坦な第１部材５とを順に配設し、前記マスク１と前記第１部材４を磁力吸引しながらマスク成膜を行うことを特徴とする。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを介して被成膜基板に膜パターンを形成する成膜方法であって、
成膜材料の供給源側から、前記マスクと、前記被成膜基板と、該被成膜基板との接面が平坦な第１部材とを順に配設し、前記マスクと前記第１部材を磁力吸引しながら成膜を行うことを特徴とするマスク成膜方法。
【請求項２】
前記マスクは、開口部を有するベース基板と、該ベース基板上に形成され、開口パターンを有する単結晶シリコン基板とを有し、前記ベース基板と前記単結晶シリコン基板とは前記開口部の平面視内側に前記開口パターンが位置するように互いに位置合わせされ、前記ベース基板の非開口部には永久磁石又は強磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマスク成膜方法。
【請求項３】
前記供給源を前記被成膜基板の下方に配設して成膜を行う成膜方法であって、
第２部材上に前記マスクを載置し、該マスク上に前記被成膜基板を所定間隔を保ちながら位置合わせした後、該マスク上と被成膜基板とを密着させるとともに、前記被成膜基板上に前記第１部材を配設し、該第１部材上から磁石により前記マスクを吸引した後、前記マスク、前記被成膜基板、前記第１部材、及び前記磁石を一体とした状態で、前記供給源から成膜材料を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク成膜方法。
【請求項４】
前記供給源を前記被成膜基板の上方に配設して成膜を行う成膜方法であって、
電磁石の機構を備える第１部材上に前記被成膜基板を載置し、該被成膜基板上に前記マスクを所定間隔を保ちながら位置合わせした後、該被成膜基板とマスクとを密着させるとともに、前記第１部材に備えられた電磁石を作動させて前記マスクを吸引した後、前記マスク、前記被成膜基板、及び前記第１部材を一体とした状態で、前記供給源から成膜材料を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク成膜方法。
【請求項５】
前記被成膜基板の前記マスクに対する位置合わせは、該被成膜基板を静電方式又は真空方式により保持しながら行うことを特徴とする請求項３又は４に記載のマスク成膜方法。
【請求項６】
開口部を有するベース基板と、該ベース基板上に形成され、開口パターンを有する単結晶シリコン基板とを有し、前記ベース基板と前記単結晶シリコン基板とは、前記開口部内に前記開口パターンが位置するように互いに位置合わせされてなり、前記ベース基板の非開口部には永久磁石又は強磁性体が設けられてなることを特徴とするマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク成膜方法及びマスクに関するもので、特に蒸着による成膜に好適な成膜方法及びマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ用ディスプレイ等に用いる大型のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネルの製造には、非常に精密な蒸着マスクが必要であり、尚且つその蒸着マスクと被蒸着基板を非常に精密に位置合わせする必要がある。ところが、従来より行われているフルカラー有機ＥＬパネルの作成では、極薄の電鋳により製造されたメタルマスクを用いているが、メタルマスクは非常に薄く撓み易いので、張力を掛けてマスク保持枠に接合して使用されているが、張力を掛けたときに生ずる塑性変形によるマスクの寸法が甚大なため、高精度なマスクを作る事が難しかった。そのため、メタルマスクを用いて製造できるフルカラー有機ＥＬパネルの大きさは現状２０インチ程度が限界である。
【０００３】
このような課題を解決するために、基板の強度と平坦性が非常に高いシリコンウェーハを用いる技術が検討されている。また、シリコン基板自体には大型基板が無いので、大型基板に対応した蒸着マスクを得るべく、シリコンマスクを大型枠に精密に位置決めして貼り付ける手法が例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２３７０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マスクもその大きさが大きくなるに連れて重くなり、自重により撓みが発生してしまう場合がある。そのためマスクに基板をアライメントしておいても、撓みに起因して隙間が生じ、正確なマスクパターニングができない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このようなマスクにおける撓み発生を防止ないし抑制し、高精度な蒸着等の成膜を容易に行うことができるマスク成膜方法と、マスクとを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の成膜方法は、マスクを介して被成膜基板に膜パターンを形成する成膜方法であって、成膜材料の供給源側から、前記マスクと、前記被成膜基板と、該被成膜基板との接面が平坦な第１部材とを順に配設し、前記マスクと前記第１部材を磁力吸引しながら成膜を行うことを特徴とするマスク成膜方法。なお、ここでは第１部材以外に他の部材が存在することは必須ではない。
【０００７】
このような成膜方法によると、マスクと第１部材とを磁力吸引することで、被成膜基板やマスクにおいて反りや撓みが生じ難くなり、その結果、被成膜基板が１ｍ×１ｍを超す大型基板である場合にも、高精度の膜パターンを成膜することが可能となる。
【０００８】
前記マスクは、開口部を有するベース基板と、該ベース基板上に形成され、開口パターンを有する単結晶シリコン基板とを有し、前記ベース基板と前記単結晶シリコン基板とは前記開口部内に前記開口パターンが位置するように互いに位置合わせされ、前記ベース基板の非開口部には永久磁石又は強磁性体が設けられてなるものとすることができる。このようにベース基板の非開口部に永久磁石又は強磁性体を設けることで、第１部材との間で磁力吸引することができるようになる。なお、この場合、第１部材にも強磁性体又は永久磁石を設けることが好ましい。
【０００９】
本発明のマスク成膜方法において、特に前記供給源を前記被成膜基板の下方に配設して成膜を行うものとした場合、以下の態様を採ることができる。すなわち、第２部材上に前記マスクを載置し、該マスク上に前記被成膜基板を所定間隔を保ちながら位置合わせした後、該マスク上と被成膜基板とを密着させるとともに、前記被成膜基板上に前記第１部材を配設し、該第１部材上から磁石により前記マスクを吸引した後、前記マスク、前記被成膜基板、前記第１部材、及び前記磁石を一体とした状態で、前記供給源から成膜材料を供給することができる。
【００１０】
また、本発明の成膜方法において、前記供給源を前記被成膜基板の上方に配設して成膜を行うものとした場合、以下の態様を採ることができる。すなわち、電磁石の機構を備える第１部材上に前記被成膜基板を載置し、該被成膜基板上に前記マスクを所定間隔を保ちながら位置合わせした後、該被成膜基板とマスクとを密着させるとともに、前記第１部材に備えられた電磁石を作動させて前記マスクを吸引した後、前記マスク、前記被成膜基板、及び前記第１部材を一体とした状態で、前記供給源から成膜材料を供給することができる。
【００１１】
以上のような上方への成膜又は下方への成膜のいずれの場合においても、高精度の成膜を簡便に行うことができる。
【００１２】
次に、前記被成膜基板の前記マスクに対する位置合わせは、該被成膜基板を静電方式又は真空方式により保持しながら行うものとすることができる。これにより被蒸着基板を好適に保持することができ、位置合わせのための微小移動を行うことができるようになる。
【００１３】
次に、上記課題を解決するために、本発明のマスクは、開口部を有するベース基板と、該ベース基板上に形成され、開口パターンを有する単結晶シリコン基板とを有し、前記ベース基板と前記単結晶シリコン基板とは、前記開口部内に前記開口パターンが位置するように互いに位置合わせされてなり、前記ベース基板の非開口部には永久磁石又は強磁性体が設けられてなるものとすることができる。このようなマスクによると、被蒸着基板が１ｍ×１ｍを超し大型基板である場合にも、高精度の膜パターンを成膜することが可能となる。
【００１４】
なお、本発明の成膜方法、並びにマスクは、例えば有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する際に採用することができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス層を画素毎にパターン形成する際、該マスクを用いた成膜方法によれば、当該有機エレクトロルミネッセンス装置の信頼性を向上させることができる。また、有機エレクトロルミネッセンス装置の他にも、例えば液晶ディスプレイの回路配線形成にも応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の成膜方法及びマスクについて、その一実施形態に係る蒸着方法及び蒸着マスクについて図１〜図１０を参照して説明する。図１は、本実施形態の蒸着方法に用いるアライメント用のチャンバーを示す模式図であり、図２〜図１０は、本実施形態の蒸着方法の工程を示す模式図である。図１に示したチャンバー１０は、蒸着用のマスク１と被蒸着基板４とのアライメントを行うチャンバー１０であり、蒸着は別のチャンバー１１（図６参照）で行うものとされている。ここで行う蒸着方法は、蒸着源１２（図６参照）から上方に向かって蒸着材料を噴出させ、蒸着源１２（図６参照）の上方にある被蒸着基板４に対して蒸着材料を所定パターンで成膜するものである。
【００１６】
マスク１は、開口部２０を有したベース基板２と、成膜パターンに対応した開口パターン３０を有した単結晶シリコン基板３とが貼り合わされた構成を有してなり、ベース基板２の開口部２０内に開口パターン３０が収まるように、単結晶シリコン基板３が精密に位置決めされている。ベース基板２はガラスにて構成されており、ベース基板２の非開口部（梁部）２１には穴２２が形成され、該穴２２には鉄片（永久磁石又は強磁性体）２３が埋め込まれている。
【００１７】
マスク１は、Ｘ−Ｙ−θ方向に移動可能な下定盤（第２部材）９に載せられている。下定盤９は非磁性の定盤であって、その表面（マスク１との接面）は平坦度１０μｍ〜１００μｍ（例えば３０μｍ）の平坦面とされている。
【００１８】
また、被蒸着基板４は、蒸着物を付着させる面の反対側（裏面側）からチャック（第１部材）５により保持されている。本実施形態で用いたチャック５は、静電気で被蒸着基板４をチャックできる機構を有している。なお、チャック５の被蒸着基板４との接面は研磨処理が施され、平坦度１０μｍ〜１００μｍ（例えば３０μｍ）の平坦面とされている。
【００１９】
また、チャック５の裏面には、永久磁石６が付設された磁石プレート７が配設されており、これが上下にスライドすることで、マスク１のベース基板２に具備された鉄片２３との間に生じる磁力（吸着力）を制御できるものとなっている。なお、チャンバー１０の上方には少なくとも２台のＣＣＤカメラ８が設置され、チャンバー１０に形成された覗き窓８１を通してマスク１と被蒸着基板４とのアライメントを行うことができるようになっている。
【００２０】
次に、本実施形態の蒸着手順について説明する。
まず、チャンバー１０内において、図２に示すように被蒸着基板４をチャック５により吸着保持する。このような吸着保持を保ったまま、図３に示すように、チャンバー１０の上方にあるＣＣＤカメラ８で、マスク１に形成されたアライメントマーク（図示略）と被蒸着基板４に形成されたアライメントマーク（図示略）とが同時に明確に見える位置までチャック５を降下させる。このようにチャック５を降下させた状態で、下定盤９をＸ−Ｙ−θ方向に適宜位置調節してアライメントを行った後、静かに被蒸着基板４とマスク１とを密着させる。
【００２１】
続いて、被蒸着基板４とチャック５とマスク１の四隅をクランプして各部材を動かないようにするとともに、チャック５を非作動状態とし、その後、図４に示すように永久磁石６を備える磁石プレート７を降下させる。これにより、マスク１に内蔵した鉄片２３と永久磁石６との間に大きな吸引力が生じ、マスク１がチャック５に吸着されることとなる。
【００２２】
次に、このようになマスク１、被蒸着基板４、チャック５、及び磁石プレート７が一体化されてなるユニット１００を、図５に示すように下定盤９から離間させ、図６に示す蒸着チャンバー１１に搬送する。
【００２３】
蒸着チャンバー１１内では、蒸着源１２の上方にユニット１００を配置した状態で蒸着を行うものとしている。蒸着時には、マスク１は、磁力によりチャック５側に吸引されているため、自重で撓むことがないばかりか、平坦な状態でしっかりと被蒸着基板４に密着されている。したがって、非常に高精度なマスク蒸着を行うことができるようになっている。
【００２４】
以上のような蒸着チャンバー１１内での蒸着終了後、ユニット１００を蒸着チャンバー１１から再びアライメント用のチャンバー１０に搬送する。再搬送後、図７に示すようにユニット１００を下定盤９に載置した後、磁石プレート７を上昇させ、磁力を除去すると同時にチャック５の静電吸引を作動させる。
【００２５】
さらに、図９に示すように被蒸着基板４を吸引したチャック５を上昇させ、その後、図１０に示すようにチャック５の静電吸引を解除して、図示しない搬送アームにより被蒸着基板４を保持してチャンバー１０から搬出することで蒸着工程が終了する。
【００２６】
以上のような蒸着方法によると、蒸着源１２側から、マスク１、被蒸着基板４、該被蒸着基板４との接面が平坦なチャック５を順に配設し、マスク１とチャック５を磁力吸引しながら蒸着を行っているため、特に被蒸着基板４が大型化した場合にも、被蒸着基板４やマスク１において反りや撓みが生じることを防止ないし抑制することができる。その結果、非常に高精度なマスク蒸着を大型基板に対して容易に行うことが可能となる。
【００２７】
（その他の実施形態）
次に、本発明の成膜方法及びマスクについて、その他の実施形態を図１１〜図１７を参照して説明する。図１１は、本実施形態の蒸着方法に用いるアライメント用のチャンバーを示す模式図であり、図１２〜図１７は、本実施形態の蒸着方法の工程を示す模式図である。
【００２８】
図１１に示したチャンバー１０は、蒸着用のマスク１と被蒸着基板４とのアライメントを行うチャンバー１０であり、蒸着は別のチャンバー１１（図１７参照）で行うものとされている。ここで行う蒸着方法は、蒸着源１２（図１７参照）から上方に向かって蒸着材料を噴出させ、蒸着源１２（図１７参照）の上方にある被蒸着基板４に対して蒸着材料を所定パターンで成膜するものである。
【００２９】
マスク１は、開口部２０を有したベース基板２と、成膜パターンに対応した開口パターン３０を有した単結晶シリコン基板３とが貼り合わされた構成を有してなり、ベース基板２の開口部２０内に開口パターン３０が収まるように、単結晶シリコン基板３が精密に位置決めされている。ベース基板２はガラスにて構成されており、ベース基板２の非開口部（梁部）２１には穴２２が形成され、該穴２２には鉄片（永久磁石又は強磁性体）２３が埋め込まれている。
【００３０】
マスク１は、Ｘ−Ｙ−θ方向に移動可能な下定盤９に載せられている。下定盤９は非磁性の定盤であって、その表面（マスク１との接面）は平坦度１０μｍ〜１００μｍ（例えば３０μｍ）の平坦面とされている。
【００３１】
また、被蒸着基板４は、蒸着物を付着させる面の反対側（裏面側）からチャック５０により保持されている。本実施形態で用いたチャック５０は、真空吸引力で被蒸着基板４をチャックできる機構を有しており、当該チャンバー１０内での基板搬送及びアライメント操作は窒素雰囲気中で行うものとされている。なお、チャック５０の被蒸着基板４との接面は研磨処理が施され、平坦度１０μｍ〜１００μｍ（例えば３０μｍ）の平坦面とされている。
【００３２】
また、チャック５０の裏面には、永久磁石６が付設された磁石プレート７が配設されており、これが上下にスライドすることで、マスク１のベース基板２に具備された鉄片２３との間に生じる磁力（吸着力）を制御できるものとなっている。なお、チャンバー１０の上方には少なくとも２台のＣＣＤカメラ８が設置され、チャンバー１０に形成された覗き窓８１を通してマスク１と被蒸着基板４とのアライメントを行うことができるようになっている。
【００３３】
次に、本実施形態の蒸着手順について説明する。
まず、チャンバー１０内において、図１２に示すように被蒸着基板４をチャック５０により吸着保持する。このような吸着保持を保ったまま、チャンバー１０の上方にあるＣＣＤカメラ８で、マスク１に形成されたアライメントマーク（図示略）と被蒸着基板４に形成されたアライメントマーク（図示略）とが同時に明確に見える位置までチャック５０を降下させる。
【００３４】
チャック５０を降下させた状態で、下定盤９をＸ−Ｙ−θ方向に適宜位置調節してアライメントを行った後、図１３に示すように静かに被蒸着基板４とマスク１とを密着させる。そして、被蒸着基板４とチャック５０とマスク１の四隅をクランプして各部材を動かないようにするとともに、真空チャックを解除し、該チャック５０をチャンバー１０の外に移動させる（図１４）。
【００３５】
その後、チャンバー１０内を真空に減圧し、図１５に示すように磁石６を備えた磁石プレート７を降下させる。なお、磁石６の被蒸着基板４との接面は研磨処理が施され、平坦度１０μｍ〜１００μｍ（例えば３０μｍ）の平坦面とされている。
【００３６】
次に、このようになマスク１、被蒸着基板４、及び磁石プレート７が一体化されてなるユニット１０１を、図１６に示すように下定盤９から離間させ、図１７に示す蒸着チャンバー１１に搬送する。
【００３７】
蒸着チャンバー１１内では、蒸着源１２の上方にユニット１００を配置した状態で蒸着を行うものとしている。蒸着時には、マスク１は、磁力により吸引されているため、自重で撓むことがないばかりか、平坦な状態でしっかりと被蒸着基板４側に密着されている。したがって、非常に高精度なマスク蒸着を行うことができるようになっている。さらに、被蒸着基板４も磁石プレート７が定盤となっているため撓むことがなく、被蒸着基板４を１ｍ×１ｍ程度の大型なものとした場合にも精密な蒸着が可能となっている。
【００３８】
また、以上のような蒸着方法は、図１８に示すような下方蒸着法にも採用することができる。この下方蒸着法は、別名ＯＶＰＤ（Organic Vapor Phase Deposition）法と呼ばれ、材料を沸点以上に熱して蒸気とし、これを不活性ガスにより搬送して被蒸着基板に吹き付けて成膜材料を堆積させる方法である。
【００３９】
このような方法は、１つのチャンバーで複数の元素の蒸着ができ、基板を宙吊りにする必要がないため、基板が撓み難く、大型基板の蒸着方法として注目されている。図１８に示す例では開口部８３を有したシャワーヘッド８２から蒸着材料が流入され、該シャワーヘッド８２の下方に配設されたマスク１を介して被蒸着基板４に蒸着が行われるものとされている。なお、本実施形態では下定盤９０に電磁石が備えられており、マスク１との吸引を図ることにより、マスク１と被蒸着基板４とが撓みの影響を受けずに密着した状態で蒸着を行うことができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の蒸着方法に用いるチャンバーの構成を示す模式図。
【図２】本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図３】図２に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図４】図３に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図５】図４に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図６】図５に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図７】図６に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図８】図７に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図９】図８に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１０】図９に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１１】異なる実施形態の蒸着方法に用いるチャンバーの構成を示す模式図。
【図１２】本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１３】図１２に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１４】図１３に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１５】図１４に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１６】図１５に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１７】図１６に続く、本実施形態の蒸着方法の一工程を示す模式図。
【図１８】下方蒸着法に用いるチャンバーの構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００４１】
１…マスク、４…被蒸着基板、５…チャック（第１部材）、１２…蒸着源（供給源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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